TIP-TOP – Transferts diffus agricoles et Infrastructures Paysagères : modélisation participative et Optimisation agro-écologique

Les structures paysagères (occupation des sols, haies, marais, etc.) et les pratiques agricoles (travail du sol, couvert végétal…) peuvent accélérer ou atténuer les flux d’eau chargée de contaminants dans un bassin versant. Ces flux sont contrôlés à des échelles qui dépassent celle de la parcelle et de l’exploitation agricole, mais il y a aujourd’hui un manque d’outils d’ingénierie du paysage pour évaluer les effets cumulatifs de ces structures complexes au sein d’un bassin versant. Le projet TIP TOP vise a analyser et modéliser le transfert de ces flux (eau, azote, phosphore, carbone, bactéries fécales, particules de sol) dans les bassins versants agricoles, afin de mieux les prévoir et les contrôler par des pratiques agroécologiques visant à optimiser le potentiel tampon du paysage.

Site web du projet Tip-Top

Mots clés : Conservation de la biodiversité, Eau, Paysages, Pratiques agroécologiques, Support to stakeholders, Territoire, Transfert de nutriments

Carte d’occupation des sols du bassin versant de Miribel

Connexion hydrologique du bassin versant de Miribel lors d’un orage

Infrastructures paysagères pérennes dans le bassin versant de Miribel

Le projet TIP TOP a un double objectif:

• La construction d’un outil de modélisation spatialisé/paysagère, élaboré avec les acteurs du territoire. Celui-ci doit permettre l’évaluation de scénarios prospectifs en modifiant des paramètres tels que les systèmes de culture en place (rotations culturales), la localisation des éléments du paysage.
• Favoriser la transition écologique des territoires agricoles à l’aide d’une démarche participative pour aider à mieux penser le paysage agricole et optimiser ses effets positifs sur la ressource en eau

L’intérêt d’un projet tel que celui-ci est de contribuer à développer des outils opérationnels au service des acteurs des territoires et des agriculteurs engagés dans la transition agroécologique, puis valoriser ces innovations tant d’un point de vue scientifique que pédagogique.

Approche expérimentale

Tip-Top fait appel aux démarches de modélisation participatives, mettant à contribution les agriculteurs et autres usagers du territoire pour construire une base de connaissance sur l’organisation et l’utilisation du paysage. Sur le plan agronomique, une typologie des systèmes de culture ou fourragers du territoire est effectuée en sollicitant les agriculteurs sur la base d’une enquête en exploitation. Sur le plan de l’écologie paysagère, une description des zones humides et des éléments tampon du paysage et de leur gestion est également effectuée sur le territoire à l’aide d’experts locaux.

Ces connaissances sont ensuite associées à des objets géographiques numériques dans un système d’information géographique (SIG). L’ensemble des données va alimenter le simulateur OPALE (Trevisan et al, 2022) organisé en trois compartiments :

1. La fabrique du paysage : simulation d’une mosaïque de cultures (dans l’espace) liées à un itinéraire cultural en fonction du système de culture (dans le temps).
2. La production des nutriments/particules : un modèle hydrologique permet de simuler la dynamique de l’eau et l’émission des nutriments/particules en fonction de leur localisation
3. Le transfert des nutriments/particules : simulation des trajectoires et des temps de séjour des nutriments/particules en fonction de la connectivité hydrologique du paysage

La construction des modèles s’est effectuée sur trois sites pilotes, trois paysages différents. Outre l’aspect paysager, les trois sites se différencient surtout par l’orientation agricole des exploitations, la nature des circulations d’eau (en surface ou en profondeur) et la nature des éléments transportés (dilués dans l’eau ou en suspension).

Notre équipe a particulièrement été impliquée sur l’accompagnement des acteurs sur le territoire de Miribel Le plateau. Nous avons dialogué avec les agriculteurs/Chambre d’Agriculture et collectivité locale (agent GEMAPI) lors de réunions de travail pour fixer les choix et les attendus des simulations. Nous avons réalisé la typologie des systèmes de culture. Nous avons conduit un suivi expérimental du phénomène d’érosion des sols sur 40 parcelles avec différents systèmes avec les agriculteurs pour nous aider à paramétrer le modèle, et nous avons participé avec INRAe au suivi hydrologique et qualité des eaux du bassin versant.

Sur la phase d’élaboration de l’outil nous avons contribué sur différents aspects techniques : choix des données géographiques d’entrée (SIG), des modules hydrologiques et des fonctions de transfert des particules.

État actuel du projet

Le projet a développé un simulateur opérationnel OPALE (Operational assessment of landscape water eco-functionalities, Environmental Modelling & Software) qui reproduit efficacement les trajectoires probables des particules dans le bassin versant et compare différents scénarios agricoles et paysagers. Bien que l’outil soit encore difficile à prendre en main par les gestionnaires, les résultats sont encourageants, en vue de l’utiliser pour construire collectivement des scénarios de gestion et comparer les effets probables à des fins de prise de décision.

Équipe projet

Benoit Sarrazin, Mathieu Guérin (unité de recherche Agroecologie et Environnement).

Partenaires

Recherche: INRAE (Thonon-les-Bains), ISARA , University of Grenoble, University of Rouen.

Partenaires locaux impliqués : Communauté de communes du lac d’Aiguebelette, Communauté de communes de Miribel plateau, Vercors Regional Nature Park, Conservatoire d’espaces naturels Rhône-Alpes.